多张加密卡有多个队列任务需要排队等候执行时,动态调整各队列任务的优先级,尽量确保CPU资源利用率高,队列任务不空闲,使用多级反馈调度算法,C语言实现
时间: 2024-03-13 14:44:10 浏览: 18
以下是使用多级反馈调度算法,C语言实现的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义进程控制块结构体
typedef struct PCB {
int pid; // 进程ID
int priority; // 进程优先级
int burst_time; // 进程执行时间
int remain_time; // 进程剩余执行时间
int queue_level; // 进程所在队列级别
} PCB;
// 定义队列结构体
typedef struct Queue {
PCB* queue; // 进程队列
int front; // 队头指针
int rear; // 队尾指针
} Queue;
// 定义全局变量
Queue* queues; // 队列数组
int queue_num; // 队列数量
int* time_quantum; // 时间片数组
int time_slice; // 时间片长度
// 初始化队列
void init_queue(Queue* q, int size) {
q->queue = (PCB*)malloc(sizeof(PCB) * size);
q->front = q->rear = 0;
}
// 销毁队列
void destroy_queue(Queue* q) {
free(q->queue);
}
// 判断队列是否为空
int is_queue_empty(Queue* q) {
return q->front == q->rear;
}
// 判断队列是否已满
int is_queue_full(Queue* q, int size) {
return (q->rear + 1) % size == q->front;
}
// 入队
int enqueue(Queue* q, PCB* process, int size) {
if (is_queue_full(q, size)) {
return 0;
}
q->queue[q->rear] = *process;
q->rear = (q->rear + 1) % size;
return 1;
}
// 出队
int dequeue(Queue* q, PCB* process, int size) {
if (is_queue_empty(q)) {
return 0;
}
*process = q->queue[q->front];
q->front = (q->front + 1) % size;
return 1;
}
// 将进程插入队列
void insert_process(PCB* process, int size) {
int queue_level = process->queue_level;
if (queue_level == queue_num - 1) {
// 如果进程已经在最高优先级队列中,则直接将进程插入该队列尾部
enqueue(&queues[queue_level], process, size);
} else {
// 否则,将进程插入下一级队列的尾部
enqueue(&queues[queue_level + 1], process, size);
}
}
// 将进程从队列中移除
void remove_process(PCB* process, int size) {
int queue_level = process->queue_level;
dequeue(&queues[queue_level], process, size);
}
// 更新进程剩余执行时间和队列级别
void update_process(PCB* process) {
if (process->remain_time > time_quantum[process->queue_level]) {
// 如果进程剩余执行时间大于时间片长度,则将进程从当前队列中移除,并插入下一级队列的尾部
process->remain_time -= time_quantum[process->queue_level];
process->queue_level = process->queue_level + 1 < queue_num ? process->queue_level + 1 : process->queue_level;
insert_process(process, queue_num);
} else {
// 否则,将进程从当前队列中移除
process->remain_time = 0;
remove_process(process, queue_num);
}
}
// 获取当前时间
int get_current_time() {
static int current_time = 0;
return current_time++;
}
// 输出队列中的进程信息
void print_queue(Queue* q) {
if (is_queue_empty(q)) {
printf("Queue is empty\n");
} else {
printf("Queue:\n");
for (int i = q->front; i != q->rear; i = (i + 1) % (q->rear + 1)) {
printf(" PID: %d, Priority: %d, Burst Time: %d, Remaining Time: %d\n",
q->queue[i].pid, q->queue[i].priority, q->queue[i].burst_time, q->queue[i].remain_time);
}
}
}
// 输出所有队列中的进程信息
void print_queues() {
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
printf("Queue %d:\n", i);
print_queue(&queues[i]);
}
}
int main() {
// 初始化队列数量、时间片长度和时间片数组
queue_num = 5;
time_slice = 1;
time_quantum = (int*)malloc(sizeof(int) * queue_num);
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
time_quantum[i] = time_slice * (1 << i);
}
// 初始化队列
queues = (Queue*)malloc(sizeof(Queue) * queue_num);
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
init_queue(&queues[i], 100);
}
// 初始化进程
int process_num = 5;
PCB* processes = (PCB*)malloc(sizeof(PCB) * process_num);
for (int i = 0; i < process_num; i++) {
processes[i].pid = i + 1;
processes[i].priority = rand() % queue_num;
processes[i].burst_time = rand() % 20 + 1;
processes[i].remain_time = processes[i].burst_time;
processes[i].queue_level = processes[i].priority;
insert_process(&processes[i], queue_num);
}
// 执行进程调度
while (1) {
int flag = 1;
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
if (!is_queue_empty(&queues[i])) {
flag = 0;
PCB process;
dequeue(&queues[i], &process, 100);
printf("Time %d: PID %d is running\n", get_current_time(), process.pid);
process.remain_time -= time_quantum[process.queue_level];
if (process.remain_time > 0) {
// 如果进程剩余执行时间大于0,则更新进程剩余执行时间和队列级别,并插入下一级队列的尾部
update_process(&process);
} else {
// 否则,打印进程结束信息
printf("Time %d: PID %d is finished\n", get_current_time(), process.pid);
}
break;
}
}
if (flag) {
// 如果所有队列都为空,则退出循环
break;
}
print_queues();
}
// 销毁队列
for (int i = 0; i < queue_num; i++) {
destroy_queue(&queues[i]);
}
// 释放内存
free(queues);
free(processes);
free(time_quantum);
return 0;
}
```
该示例代码中,使用了一个队列数组来存储不同优先级的进程队列,每个队列使用循环队列实现。进程的优先级随机生成,进程的剩余执行时间在执行过程中动态更新,当进程剩余执行时间小于等于0时,即认为进程执行结束。每次取出队列中优先级最高的进程进行执行,并根据进程剩余执行时间和队列级别更新进程所在队列。在整个进程调度过程中,随时可以输出队列中的进程信息,方便查看调度情况。